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Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais

Engenharia de Energia

Redimensionamento de motores elétricos com foco em eficiência

energética

Bruno Barcelos Pereira Filipe Medeiros Heringer Pereira

Engenharia de Energia- 8º período

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Objetivo geral; Objetivos específicos; Motores elétricos; Estudo de caso; Referências; Encerramento;

Roteiro

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Realizar uma análise do cálculo de consumo de energia elétrica de motores elétricos operando em situações e especificações distintas, para assim obter-se uma conclusão das condições que apresentam uma melhoria e redução de gastos e consumos, mantendo o foco em eficiência energética.

Objetivo geral

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Caracterizar os motores utilizados no estudo de caso;

Realização de cálculos de consumo para diferentes formas de operação;

Analisar os dados obtidos, para obter as condições de operação que mais economizam energia elétrica.

Objetivos específicos

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Na indústria, são responsáveis por quase 70% de toda energia elétrica consumida dentro de seus processos(Eletrobrás/PROCEL);

Estima-se que, no mundo, existam mais de 300 milhões de motores, que consomem anualmente cerca de 7.400 TWh (Terawatts/hora). Isso equivale a cerca de 40% da produção mundial de energia elétrica.

Motores elétricos

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Fonte: WEG

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Fonte: MME, Ben. 2008

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Estudo de caso

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W22 Premium Apresenta rendimentos superiores aos padrões

do mercado e tem como um dos principais benefícios o rápido retorno do investimento.

Foi concebido para fornecer um rendimento praticamente constante na faixa de 75% a 100% da carga nominal.

Motores utilizados

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W22 Premium Dessa forma, mesmo que o motor não opere

em carga nominal, seu rendimento não sofre alterações consideráveis, o que garante elevados níveis de eficiência energética e menores custos de operação

Motores utilizados

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W21 Motor em carcaça de alumínio, assíncrono de

indução trifásico;Este motor apresenta menos eficiência em termos de rendimento e economia de energia elétrica, quando se comparado ao W22 Premium.

Motores utilizados

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Foi realizado para diferentes situações de operação (cargas, rendimentos) dos motores W22 Premium e W21, apontando o quanto de energia é consumida por eles e representando em quais formas o consumo de energia elétrica foi menor;

Cálculo de consumo

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RendimentoMede a parcela de Potência Ativa (P) que é transformada em

potência mecânica (Pmec).Representa o consumo efetivo de energia

Fator de potênciaMede a parcela de potência Aparente (S) que é transformada em

potência Ativa (P)

Rendimento e fator de potência

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Operando em 100% de carga e com o rendimento equivalente a 94,1%

Em um ano, operando 24 horas por dia, 30 dias por mês, este motor consumirá: 1.009.989,36 kWh/ano.

Dados extraídos da curva de desempenho de um motor elétrico.

Cálculos para o motor W21Situação 1

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Operando com 50% de carga, rendimento de 93%

Em um ano, operando 24 horas por dia, 30 dias por mês este motor consumirá: 510.967,68 kWh

Motor W21Situação 2

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Motor W21

Observa-se que os valores de percentual de carga interferem diretamente no consumo do motor; Com baixa carga, o fator de potência também é reduzido fortemente.

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Operando em 100% de carga e rendimento “ Premium” de 95,8%

Em um ano, operando 24 horas por dia, 30 dias por mês, este motor economizará 17.922,6 kWh, ou 1,77%

Motor W22 Premium Situação 1

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Operando em 50% de carga e com um rendimento de 94,8%

Em um ano, operando 24 horas por dia, 30 dias por mês, este motor economizará 9.701,88 kWh ou 1,89%

Motor W22 PremiumSituação 2

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Análise dos dados, comentários e conclusões

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Nas avaliações não foi considerado o ganho econômico, pois o foco era avaliar a melhoria da economia utilizando a técnica de redimensionamento de motores.

Análise dos dados, comentários e conclusões

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Embora percentualmente menor, quando não é possível o redimensionamento (% carga elevado), a economia obtida em kWh, e portanto em R$ é elevada, o que também configura uma alternativa viável para redução do consumo e custos de energia elétrica.

Análise dos dados, comentários e conclusões

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Quanto mais eficiente for o motor, menor será o custo a longo prazo. Para os motores mal dimensionados, o redimensionamento é uma alternativa muito interessante do ponto de vista de economia de energia.

Análise dos dados, comentários e conclusões

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Leonardo Energy, O Portal da Eficiência Energética. Redimensionamento de motores elétricos com foco em eficiência energética. Disponível em: < http://www.leonardo-energy.org.br/wp-content/uploads/2013/04/Apresentacao_helder_2013_05_09.pdf> 

Eficiência energética e acionamento de motores. Disponível em : < http://www.schneider-electric.com.br/documents/cadernos-tecnicos/apostila_procobre_eficienc.pdf>

WEG Motores elétricos. Disponível em : < http://www.weg.net/br/Produtos-e-Servicos/Motores-Eletricos/Industriais/W21-Aluminio-Multimontagem

Referências bibliográficas

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Muito obrigado!